由废塑料连续地制备汽油、煤油和柴油的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种由废塑料连续地制备汽油、煤油和柴油的方法和系统。这种方法包括以下步骤：使废塑料熔体进行第一催化反应，其中所述废塑料熔体与镍或镍合金催化剂接触进行脱氢同时分解；使所述脱氢和分解的废塑料熔体进行流化催化裂化，作为第二催化反应，从而以高份数地制备汽油基馏分；分馏所述裂化的原料得到汽油基馏分、煤油馏分和柴油馏分；重整所述汽油基馏分以制备高辛烷值的汽油。本发明专利技术可适用于小规模设备，不只适用于大规模设备。而且，本发明专利技术可允许以高份数和有效方式从所述废塑料制备得到汽油，从而有利于资源回收和环境保护。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由废塑料连续地制备汽油、煤油和柴油的方法和系统
本专利技术一般而言涉及一种用于由废塑料连续制备汽油、煤油和柴油的方法和系统。具体地说，本专利技术涉及一种用于连续制备汽油、煤油和柴油的方法和系统，它包括脱氢和分解废塑料，接着使得到的废塑料进行流化催化裂化，而且它是特别适合用于小型设备之中。本专利技术可以获得高份数的汽油基馏分，而且从环境保护和资源回收角度来说也是特别有利的。
技术介绍
从环境保护和能源回收角度来说，废塑料回收是目前世界范围内受人普遍关注的话题，而且，已经通过多种不同方式在进行研究。作为这类废塑料回收的一个领域，从废塑料回收燃料已经得到大家的公认。常规的从废塑料回收燃料的方法主要能够生产煤油、柴油和/或它们的混合物。但是，由于存在与方法和设备相关的技术问题，如废塑料原料的预处理、裂化、分馏和精制等，还没有利用废塑料生产汽油特别是汽车汽油的报导。汽油(gasoline)通常是指挥发性易燃的液态烃，它们是通过原油的重整蒸馏、聚合、催化裂化和烷基化等而制备得到的。在许多国家中，关于汽油的辛烷值、蒸馏特性和有害物如铅或硫成分的允许含量，法律上有明确的规定。具体地说，辛烷值和蒸馏特性是用于汽车内燃机燃料的最重要的质量标准。在油精制厂中制备的汽油符合所述法律规定的质量标准，是通过结合具有低的或高的辛烷值的低沸点或高沸点馏分到由流化催化剂裂化单元(FCCU)制得的产物和一种由在原油的常压蒸馏下制得的石脑油的加氢裂化的高沸点馏分的重整工艺中得到的产物组成的混合产物中而制得的。为此，利用废塑料生产汽油要符合所述质量标准是很困难的。废塑料(它们是一种高分子量的聚合物)，当它们进行简单的热分解时，存在这样的问题，就是由于它们的分解特性，它们主要产生一种蜡馏分，只-->有少量的汽油、煤油和轻油，或没有汽油、煤油和轻油生成。因此，作为上述问题的解决方案，人们提出采用固体酸作为催化剂进行热分解。但是，这些方法的一个不足之处在于主要生成C1-C3废气和C8-C25煤油和柴油的混合油馏分，而具有4-25个碳原子为主要成分的油类馏分不能高收率地制得。其结果是废塑料的回收仅限于得到混合油。除了这个不足外，上述的热分解方法还存在另一个问题，即积炭和聚合物(它们是在废塑料熔体的催化裂化过程中形成的)直接在催化剂表面形成阻挡层，这样就会发生严重的催化剂中毒现象，从而很快地降低催化剂活性。为此，采用一种方法，其中，一种简单的热分解气态油(gaseous oil)通过使所述气态油流过一个填充有催化剂的固定床反应器进行部分裂化和异构化。但是，这种方法存在一个问题，就是，由于所述固定床内温度低于所述热分解区的温度，所以反应转化率是很有限的。而且，在这种方法中，由于催化剂中毒现象，催化剂的再生和更新需要很高的费用，并且是非常复杂的。由于存在这些不利因素，这种方法在工业设备中的应用是有限的。此外，这种方法生产的汽油馏分相对较低，所以不能认为它适合于汽油的生产。专利技术的描述本专利技术的第一个目的，是提供由废塑料连续制备汽油、煤油和柴油的方法，它能够以高份数地制备高质量的汽油基馏分(gasoline-based fraction)。本专利技术的第二个目的，是提供连续制备汽油、煤油和柴油的方法，由于其对废塑料的有效回收，所以有利于环境保护。本专利技术的第三个目的，是提供用于按照上述第一和第二目的所述方法连续制备汽油、煤油和柴油的系统。根据用来完成本专利技术第一目的的一种优选方面，提供了连续制备汽油、煤油和柴油的方法，包括以下步骤：使废塑料进行第一催化反应，在脱氢同时进行分解；使脱氢后和分解的废塑料熔体(melt)进行流化催化裂化，以高份数制得汽油基馏分；分馏出所得物质为汽油基馏分、煤油馏分、和柴油馏分。根据用来完成本专利技术第二个目的的另一种优选方面，提供了连续制备汽油、煤油和柴油的方法，它还包括在上述用来完成所述第一和第二目的的方式中提及的分馏步骤之后的所述汽油基油馏分的重整步骤。-->根据用来完成上述第一和第二目的的另一种优选方面，提供了连续制备汽油、煤油和柴油的方法，它还包括下述步骤：在所述重整步骤之后，使重整后的汽油基馏分进行低压气体分离；对来自分馏步骤的煤油和柴油和来自低压气体分离步骤的重整的汽油基馏分分别地进行精制；以及根据对其进行的仪器分析结果，添加至少一种添加剂到所述精制后的汽油基油馏分中，使得所得到的汽油基馏分具有符合法律规定的辛烷值和蒸馏特性。根据用来完成本专利技术上述第三个目的的另一种优选方面，提供了用来从废塑料连续制备汽油、煤油和柴油的系统，它包括：一个流化床催化剂裂化装置，废塑料熔体和氧化铝硅酸盐固体酸催化剂颗粒向下引入到其中，并进行裂化和异构化，从其下部将蒸汽(steam)注入器产生的蒸汽注入到其中，以蒸发存在于催化剂表面上的未蒸发的气态油，而且，它经由一个位于其上部的压力控制装置与一个分馏塔连通；一个旋风分离器，它设置在所述流化催化塔的外部，是用来在下落到所述下部的催化剂颗粒中仅分选出希望尺寸的催化剂颗粒；以及一个镍-钼催化剂再生器，它包括一个空气注入器和一个废气压力控制器，用来再生从所述旋风分离器中传送来的催化剂，并将再生后的催化剂返回到所述流化催化裂化装置中。根据用来完成本专利技术第三个目的的另一个优选方面，提供了一种用于连续制备汽油、煤油和柴油的系统，除了在上面所述系统中提及的装置(elements)之外，它还包括一个反应器，用来使所述废塑料熔体与一种镍或镍合金催化剂推进器进行接触，以在分解所述废塑料熔体的同时进行脱氢，所述反应器与所述流化催化裂化装置和所述催化剂再生器是连通的。根据用来完成本专利技术第三个目的的另一种优选方面，提供了一种用来连续制备汽油、煤油和柴油的系统，除了上面所述系统中提及的装置之外，它还包括一个重整超强酸催化剂的贮存罐；一个第一高速混合器，用来混合所述汽油基馏分与所述重整催化剂；和一个重整反应器。附图的简要说明本专利技术的其它目的和方式，通过参照附图，可由下述对实施方案的说明变得更加清楚，其中：图1所示为图示说明本专利技术所述连续方法的流程图；和图2所示为图示说明本专利技术所述的系统。-->实现本专利技术的最佳方式本专利技术所述系统适于连续制备方式，它具有下述的构造装置：第一，废塑料原料预处理和熔化装置，以及任选性地杂质清除装置。第二，第一反应器，用来在分解所述废塑料熔体时进行脱氢。第三，第二反应器，用来使所述脱氢和分解后的废塑料熔体进行流化催化裂化，从而以相对高份数地制备得到汽油基馏分、煤油馏分和柴油馏分。第四，Aspen分馏塔，它可以是任选包括的，对有效和精确分离具有过程波动削弱作用。第五，第三反应器，用来重整将要转化的所述汽油基馏分为高辛烷值的汽油基馏分。第六，沉淀分离罐，它是任选包括的，用来分别除去存在于所述汽油基馏分、煤油馏分和柴油馏分中的各种添加剂，使得所述添加剂含量低于法律规定的正常值。第七，混合器，它是任选包括的，用来提供符合法律规定的汽油，是通过间歇或连续地对所述汽油基馏分进行仪器分析，然后按照所得到的分析结果通过混合所述油馏分与一种混合原料，使所述油馏分的辛烷值和蒸馏特性符合法律所规定的标准值。根据本专利技术，所述从废塑料连续制备汽油、煤油和柴油的方法是有利的，这是因为煤油和柴油馏分(它们是由分馏塔中的催化裂化气态油本文档来自技高网...

【技术保护点】
由废塑料连续制备汽油、煤油和柴油的方法，包括以下步骤：使废塑料熔体进行第一催化反应，其中所述废塑料熔体与镍或镍合金催化剂接触进行脱氢同时进行分解；使所述脱氢和分解的废塑料熔体进行流化催化裂化，作为第二催化反应，其中，所述废塑料熔体和氧化铝硅酸盐固体酸催化剂向下被引入到流化催化裂化装置中；分馏所述裂化的原料为汽油基馏分、煤油馏分和柴油馏分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2000-3-20 2000-0140331.由废塑料连续制备汽油、煤油和柴油的方法，包括以下步骤：使废塑料熔体进行第一催化反应，其中所述废塑料熔体与镍或镍合金催化剂接触进行脱氢同时进行分解；使所述脱氢和分解的废塑料熔体进行流化催化裂化，作为第二催化反应，其中，所述废塑料熔体和氧化铝硅酸盐固体酸催化剂向下被引入到流化催化裂化装置中；分馏所述裂化的原料为汽油基馏分、煤油馏分和柴油馏分。2.权利要求1所述方法，其中所述第一催化反应步骤是在350-370℃的温度范围内进行的。3.权利要求2所述方法，其中，在所述第一催化反应中所述废塑料熔体的流速控制为使得对于该流速的反应片断为10-20μm。4.权利要求1所述方法，其中所述流化催化裂化步骤是在500-550℃的温度进行的。5.权利要求4所述方法，还包括在所述流化催化裂化步骤之后，向所述流化催化裂化装置底部中引入蒸汽步骤，从而蒸发存在于催化剂颗粒表面上的未蒸发的气态油。6.权利要求1所述方法，还包括以下步骤：收集来自所述流化催化裂化装置中的向下引入的催化剂颗粒；使所收集的催化剂颗粒与空气进行混合；和使所得到的混合物与镍-钼催化剂在620-680℃的温度进行接触，从而通过氧化反应除去保留在所述催化剂颗粒上的积炭。7.权利要求1所述方法，还包括以下步骤：在所述第一催化反应之前，通过粉碎和熔化所述废塑料对所述废塑料进行预处理；和在所述废塑料中沉淀杂质。8.权利要求7所述方法，其中所述熔化步骤包括：先熔化所述废塑料以维持其水分含量为10％或更低，接着熔化所述废塑料以升高其温度到340-360℃的范围，且所述杂质沉淀步骤是在340-360℃的温度范围进行的。9.权利要求1所述方法，还包括采用超强酸催化剂HCl、AlCl3或SbCl3重整所述汽油基馏分步骤，作为第三反应步骤。10.权利要求9所述方法，其中所述汽油基馏分以摩尔比为1/50-1/100与所述超强酸催化剂进行混合。11.权利要求9所述方法，还包括以下步骤：使来自所述第三催化反应中的汽油基馏分和所述催化剂与水进行混合；使所得到的混合物进行静置；和排放并中和所得到的混合物的含水层。12.权利要求9所述方法，还包括以下步骤：在所述第三催化反应步骤之后，采用气-液接触方式，使所述重整的汽油基馏分进行低压气体分离。13.权利要求1或12所述方法，还包括以下步骤：使来自所述分馏步骤的煤油和柴油馏分，以及来自所述低压气体分离步骤的所述重整汽油基馏分，分别与酸进行混合；从各自的馏分中分离出所述酸；使所述各自的馏分与碱进行混合；和从所述各自的馏分中分离出所述碱，从而使各自的馏分得到精制。14.权利要求13所述方法，还包括以下步骤：通过仪器分析，对来自所述精制步骤的所述汽油基馏分进行监测；和根据所述仪器分析结果，向所述汽油基馏分中加入添加剂，从而使所述汽油基馏分具有符合法律规定的辛烷值和蒸馏特性。15.权利要求14所述方法，其中所述添加剂选自抗氧化剂；C4轻质高辛烷值添...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭镐俊，
申请(专利权)人：郭镐俊，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]